人教版高中化学选修四第四章 第二节 化学电源导学案

1、第四章 第二节 化学电源【学习目标】1、了解电池的一般分类；2、了解常见的化学电源的种类及其原理，知道它们在生产生活和国防中的应用； 3、掌握几种典型化学电池的构成，电极反应式及总反应式的书写。【教学重难点】化学电源的结构及电极反应的书写【考纲要求】了解常见化学电源的种类及其工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。【温故知新】1. 判断原电池正、负极的方法： 2.原电池内部：阳离子向 极移动，阴离子向 极移动。 自主研读学习单1概念：化学电源是将_转化为_的装置。 _2分类： _ _3.电池优略的判断标准是： 比能量： 单位: ； 比功率： 单位： ； 电池的储存时间的长短。4. 熟悉课本中

2、介绍的电池：（1）一次电池（又称干电池）金属如：碱性锌锰电池、银锌电池等。Zn粉和KOHw.w.w.k.s.5.u.c.o.ma. 碱性锌锰电池负极材料是： 正极材料是： 电解质是 总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O = 2MnOOH + Zn(OH)2负极反应： 正极反应： 碱性锌锰电池的优点：b. 银锌电池：负极材料是： 正极材料是： 电解质是 总反应：Zn + Ag2O+ H2O = Zn(OH)2 + 2Ag负极反应： 正极反应： 银锌电池的优点：（2）二次电池(充电电池或蓄电池)w.w.k.s.5.u.c.o.m铅蓄电池: 铅蓄电池可放电亦可充电，具有双重功能。目前汽车上使用

3、的电池，有很多是铅蓄电池。由于它的电压稳定，使用方便、安全、可靠，又可以循环使用，因此广泛应用于国防、科研、交通、生产和生活中。放电 制作人：刘明 审核：高二化学组充电充电电铅蓄电池放电和充电的总反应式：PbO2(s)Pb（s）2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)2H2O(l)负极材料是： 正极材料是： 电解质是 负极反应： 正极反应： 优点：缺点：（3）燃料电池：燃料电池是一种持续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。它与一般的化学电源不同：燃料电池与前几种电池的差别：氧化剂与还原剂在工作时不断补充；反应产物不断排出能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%，有利于节约能源

4、。如：氢氧燃料电池。酸性介质时，总反应： 负极： 正极： 书写电极反应式应注意以下几点：1.书写电极反应时，不仅要注意反应物电子的得失，还要注意生成物与电解质溶液是否会发生反应； 2将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应，通常可从容易书写的一极的电极反应方程式入手，另一极的反应由总反应减去已知的电极反应得到。3燃料电池的总反应为：燃料的燃烧方程式，燃料作负极，氧气作正极。5. 废旧电池回收的意义： 【自主检测题】1.碱性锌锰电池获得了广泛的应用，根据电极反应，下列判断正确的是：（ ）A. Zn为负极，MnO2为正极 B. Zn为正极，MnO2为负极C.

5、 工作时电子由MnO2经外电路流向Zn极 D. Zn电极发生还原反应，MnO2电极发生氧化反应2. 铅蓄电池放电时，PbSO4 （ ）A. 在正极生成 B. 在负极生成C. 在两个电极上生成 D. 在两个电极上除去3. 下列常见的电池：普通锌锰电池；碱性锌锰电池；铅蓄电池；镍镉电池；甲醇燃料电池；氢氧燃料电池；纽扣电池。其中属于一次电池的有： （填序号，下同），属于二次电池的有： 属于燃料电池的有 。 合作探究学习单根据自主研读部分学到的化学电源电极方程式的书写方法，完成下列问题。放电 制作人：刘明 审核：高二化学组充电充电电合作探究一： 镍铬可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按

6、下式进行：Cd (s)+ 2NiOOH(s) + 2H2O(l) Cd(OH)2(s) + 2Ni(OH)2(s)，由此可知放电过程中：负极材料是： 正极材料是： 电解质是 （填酸性或碱性）负极反应： 正极反应： 放电过程中负极附近溶液的pH值 （填升高或降低，下同）；正极附近溶液的pH值 。合作探究二：氢-氧燃料电池 ： 负极通入 正极通入 （1）中性介质时：总反应方程式： 负极反应： 正极反应： 电池使用一段时间后，电解质溶液的pH值变化？（2）电解质为KOH溶液时，总反应方程式： 负极反应： 正极反应： 电池使用一段时间后，电解质溶液的pH值变化？合作探究三：除H2外，烃、肼、甲醇、氨、

7、煤气等液体或气体，均可作燃料电池的燃料；除纯氧气外，空气中的氧气也可作氧化剂。例如：甲烷燃料电池，(1)用金属铂片插入H2SO4溶液作电极，又在两极上分别通甲烷(燃料)和氧气(氧化剂)。电池总反应方程式： 负极： 正极： 电池使用一段时间后，电解质溶液的pH值变化？ (选作)(2)电解质溶液是KOH溶液时：电池反应为： 负极： 正极： 电池使用一段时间后，电解质溶液的pH值变化？小结：1. 根据自主研读部分4（3）及合作探究二、三总结燃料电池正极反应的特点。2. 电池放电过程中电极附近溶液pH值变化的判断及整个溶液pH值变化的判断方法。巩固提升学习单1. 废电池中对环境形成污染的主要物质是：

8、（ ）A锌 B汞 C石墨 D二氧化锰2. 据媒体报道：以氢氧燃料电池为动力的公交车即将在北京试运行。质子交换膜燃料电池 (PEMFC)常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢气为燃料，空气为氧化剂，铂为电极，导电离子是H+。下列对该电池的描述正确的是： （ ） 正极反应为：O24H+4e= 2H2O电子由负极流向正极总的化学反应为：2H2O22H2O氢离子通过电解质向正极移动A B C D 3. 锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式是LiMnO2 LiMnO2。下列说法不正确的是 （ ）A. Li是负极，电极反应为Lie-L

9、i+ B. Li是正极，电极反应为Lie-Li-C. MnO2是正极，电极反应为MnO2e-MnO2- D. 锂电池是一种环保型电池4.氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是：(1/2)H2+NiO(OH) Ni(OH)2，根据此反应式判断下列叙述中正确的是 （ ） A电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大 B电池放电时，镍元素被氧化C电池充电时，氢元素被氧化 D电池放电时，H2在通入负极5碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn (s)+2MnO2(s)+ H2O(l) = Zn(OH

10、)2(s)+Mn2O3(s),下列说法错误的是 （ ） A电池工作时，锌失去电子 B电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e- = Mn2O3(s)+2OH-(aq) C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D外电路中每通过O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g放电充电3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH6. 高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保稳稳定的放电电压。高铁电池的总反应为 下列叙述不正确的是 （ ）A放电时每转移3 mol电子，正极有1mol K2FeO4被氧化B充电

11、过程中，电解质溶液的pH值增大。C放电时负极反应为：Zn2e +2OH= Zn(OH)2D放电时正极附近溶液的碱性增强7燃料电池（如CO，CH4，CH3OH等与O2组成），用惰性电极插入KOH溶液中，在两极分别通入CH3OH和O2，有关此电池判断正确的是 （ ） A.正极反应式：2CH3OH+2H2O-12e-2CO2+12H+B.放电一段时间后，负极的pH值升高C.放电一段时间，阳离子向负极移动，阴离子向正极移动D.该电池在工作时，每消耗32gCH3OH，外电路中通过6mole-放电 制作人：刘明 审核：高二化学组充电充电电8.铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料是Pb和PbO2，电解液为稀

12、硫酸。工作时该电池总反应式为：PbO2(s)Pb（s）2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)2H2O(l)据此判断：（1）铅蓄电池的负极材料是_。工作时正极反应为_ 。（2）工作时，电解质溶液的_（填“增大”、“减小”或“不变”）。（3）工作时，电解质溶液中阴离子移向_极。（4）电流方向从_极流向_。（选作）9. 1991年，我国首创以铝空气海水电池为能源的新型电池，用作海水标志灯已研制成功。 该电池以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。负极材料是铝，正极材料可以用石墨。电极反应为:负极反应： 正极反应： 总反应： 高考题例：10.（2011年安徽高考）研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl = Na2MnO10+2AgCl下列有关“水”电池在海水中放电时的说法正确的是：A. 正极反应式：Ag + Cl - e- = AgClB. 每生成1mol Na2MnO10转移2mol电子C. Na+不断向“水”电池的负极移动 D. AgCl是还原产物（选作）11.（2013，新课标卷）二甲醚